(57)【要約】【課題】フリッカの発生を抑えることができる画像信号処理装置及びそれを備えた表示装置を提供すること。【解決手段】画像信号処理装置１０は、バックライトのＬＥＤ輝度を算出するＬＥＤ輝度算出手段１１と、算出したＬＥＤ輝度に基づいてＬＥＤの駆動信号を平滑化するＬＰＦ処理手段１２と、ＬＰＦ処理手段１２の出力値を各画素に内挿する内挿手段１３と、液晶駆動信号を算出する液晶駆動信号算出手段１４とを備え、ＬＰＦ処理手段１２は、ＬＰＦ処理を行ってＬＥＤの駆動信号が徐々に変化するようバックライト駆動信号を制御する構成を備える。【選択図】図１
2010039110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素と、複数の発光体を含むバックライトと、前記バックライトからの光の透過率を前記画素単位で変調する光変調素子とを備えた光変調装置を駆動する画像信号処理装置であって、
輝度設定の対象とする被対象発光体の位置を基準とした予め定めた範囲内にある画素の最大画素値を取得する最大画素値取得手段と、
前記最大画素値に基づいて前記被対象発光体の輝度を算出する発光体輝度算出手段と、
算出した前記被対象発光体の輝度に基づいて前記被対象発光体及び前記被対象発光体に隣接する隣接発光体の駆動信号を平滑化する駆動信号平滑化手段とを備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
前記最大画素値取得手段は、前記被対象発光体から前記隣接発光体までの範囲よりも狭い予め定めた範囲内において前記最大画素値を取得するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項３】
前記駆動信号平滑化手段が平滑化した前記駆動信号に基づいて前記バックライトからの光の透過率を制御する透過率制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
前記透過率制御手段は、前記透過率を予め定めた値に設定することによって画面のピーク輝度を低減させるピーク輝度低減部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の画像信号処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４までのいずれか１項に記載の前記画像信号処理装置と、前記光変調装置とを備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源と画像表示部とが別体構造の表示装置に画像信号を出力する画像信号処理装置及びそれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像信号処理装置として、例えば液晶パネルのような直視型の光変調素子と、画像信号に関係なく全てのＬＥＤ（Light Emitting Diode）を点灯させるバックライトとを有する表示装置に画像信号を出力するものが知られている。他方、ＬＥＤのバックライトを画像信号に応じて局所的に明暗を持たせ、前述のものよりも消費電力を低減しながら、液晶画面上での白と黒との輝度の比（以下「コントラスト比」という。）を改善するものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。この構成において、液晶単体では完全にバックライトの光を遮断できないため、ＬＥＤが全て点灯している状態では黒を表示しようとしても灰色となりコントラスト比はせいぜい１０００：１程度であるが、画面の暗部でバックライトを局所的に暗くすると、その分だけ画面が暗くなるため、コントラスト比を改善できる。
【０００３】
次に、ＬＥＤのバックライトを備えた従来の液晶表示装置における駆動について図９を用いて説明する。図９は、説明を簡単に行うために液晶表示装置の画素配置を１次元とし、その駆動例を示したものである。
【０００４】
図９（ａ）は目標とする出力画像位置及び輝度を示し、図９（ｂ）はバックライトのＬＥＤ位置（Ｂ１、Ｂ２・・・）と、各ＬＥＤの輝度及び輝度分布とを示し、図９（ｃ）は液晶パネルの駆動状態を示している。この例では、画面幅＝１としており、図９（ｂ）に示すように、画面幅内にＮ個のＬＥＤが等間隔（＝１／Ｎ）に並んでいる。また、図９（ａ）に示すように、目標とする出力画像は、黒地に細い白線（Ｗ１〜Ｗ３）が等間隔で並んでいる図形を想定している。ここで、白線の輝度レベルを１（最大値）とし、白線の間隔はＬＥＤの間隔（＝１／Ｎ）の２．５倍（＝２．５／Ｎ）としている。
【０００５】
従来、各ＬＥＤの明るさを設定する際に、ＬＥＤの間隔と同じ幅の近傍（左右とも）にある画素の中で最大の輝度レベルを参照する手法がとられている。この手法によれば、図９（ａ）に示した白線を表示させるには、図９（ｂ）に示すように全てのＬＥＤを点灯させる必要がある。ここで、図９（ｂ）に示した点線は、バックライトと液晶パネルとの間に、光を拡散させる拡散板を用いた場合の輝度の分布を示している。この場合、液晶パネルの駆動は、図９（ｃ）に示すように、白線に対応する位置で輝度＝１（最大値）となり、他の領域では黒色となっている。なお、近傍画素の最大輝度レベルを参照する手法としては、カラー表示装置においてＲＧＢ各色の画素の最大値を参照するものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−１４７４５４号公報
【特許文献２】特開２００８−１５４３０号公報
【特許文献３】米国特許番号６，９８５，２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のものでは、動画像を表示する際に次に述べるような課題があった。以下、図９（ａ）に示した白線が右方向に移動する動画像を想定して図１０及び図１１を用いて説明する。図９に示した状態に対し、図１０は白線をわずかに右方向に、図１１は白線をさらに右方向に、それぞれ移動させた状態を示している。
【０００７】
まず、図１０において白線Ｗ１〜Ｗ３とＬＥＤ位置との関係は、例えば白線Ｗ１がＬＥＤ位置Ｂ１とＢ２との中間よりもＢ１寄りにある。この場合、前述したように近傍の画素の中で最大の輝度レベルを参照してＬＥＤの明るさを設定しようとすると、Ｂ５に位置するＬＥＤが消灯し、他のＬＥＤは点灯することとなる。すなわち、白線Ｗ１〜Ｗ３が図９（ａ）に示す状態からわずかに右に移動しただけで、Ｂ５に位置するＬＥＤが消灯するという重要なことがわかる。
【０００８】
次に、白線Ｗ１〜Ｗ３が、図１０（ａ）に示す状態からさらに少し右に移動し、図１１（ａ）に示すように、例えば白線Ｗ１がＬＥＤ位置Ｂ１とＢ２との中間よりもＢ２寄りになったとする。この場合、消灯していたＢ５に位置するＬＥＤが点灯し、点灯していたＢ３に位置するＬＥＤが消灯する。この点灯と消灯とが白線の移動によって急激に起きるため、その輝度の変化がフリッカとして感じられることとなる。また、点灯しているＬＥＤの個数は、図９で示した状態を除き常に４／５の割合である。
【０００９】
以上のように、従来のものでは、ゆっくり動く画像を表示する場合であっても、ＬＥＤの点灯と消灯とが急激に起こることがあるので、フリッカが発生しやすくなるという課題があった。
【００１０】
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、フリッカの発生を抑えることができる画像信号処理装置及びそれを備えた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像処理装置は、複数の画素と、複数の発光体を含むバックライトと、前記バックライトからの光の透過率を前記画素単位で変調する光変調素子とを備えた光変調装置を駆動する画像信号処理装置であって、輝度設定の対象とする被対象発光体の位置を基準とした予め定めた範囲内にある画素の最大画素値を取得する最大画素値取得手段と、前記最大画素値に基づいて前記被対象発光体の輝度を算出する発光体輝度算出手段と、算出した前記被対象発光体の輝度に基づいて前記被対象発光体及び前記被対象発光体に隣接する隣接発光体の駆動信号を平滑化する駆動信号平滑化手段とを備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明の画像処理装置は、被対象発光体の輝度に基づいて被対象発光体及び隣接発光体の駆動信号を平滑化するので、発光体の点灯と消灯とが急激に起こることがなくなり、フリッカの発生を抑えることができる。
【００１３】
また、本発明の画像処理装置は、前記最大画素値取得手段が、前記被対象発光体から前記隣接発光体までの範囲よりも狭い予め定めた範囲内において前記最大画素値を取得するものである構成を有している。
【００１４】
この構成により、本発明の画像処理装置は、フリッカの発生を抑えながらバックライトの消費電力を低減することができる。
【００１５】
さらに、本発明の画像処理装置は、前記駆動信号平滑化手段が平滑化した前記駆動信号に基づいて前記バックライトからの光の透過率を制御する透過率制御手段を備えた構成を有している。
【００１６】
この構成により、本発明の画像処理装置は、フリッカの発生を抑えながらバックライトからの光の透過率を制御することができる。
【００１７】
さらに、本発明の画像処理装置は、前記透過率制御手段は、前記透過率を予め定めた値に設定することによって画面のピーク輝度を低減させるピーク輝度低減部を備えた構成を有している。
【００１８】
この構成により、本発明の画像処理装置は、実効上の画面輝度を低減して画面の最大輝度に余裕を持たせることができので、バックライトの効率を改善することができる。
【００１９】
さらに、本発明の表示装置は、前記画像信号処理装置と、前記光変調装置とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【００２０】
この構成により、本発明の表示装置は、フリッカの発生を抑えながら画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、フリッカの発生を抑えることができるという効果を有する画像信号処理装置及びそれを備えた表示装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の画像信号処理装置を、液晶パネル及びＬＥＤのバックライトを有する液晶表示装置に適用した例を挙げて説明する。
【００２３】
まず、本発明に係る液晶表示装置の一実施の形態における構成について説明する。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態における画像信号処理装置１０は、バックライトのＬＥＤ輝度を算出するＬＥＤ輝度算出手段１１と、算出したＬＥＤ輝度に基づいてＬＥＤの駆動信号を平滑化するローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理手段１２と、ＬＰＦ処理手段１２の出力値を各画素に内挿する内挿手段１３と、液晶駆動信号を算出する液晶駆動信号算出手段１４とを備えている。
【００２５】
画像信号処理装置１０は、図２のハードウエア構成を表すブロック図に示すように、例えばマイクロコンピュータ２０によって構成され、液晶表示装置３０を駆動するようになっている。
【００２６】
マイクロコンピュータ２０は、バス２１にＣＰＵ２２、メモリ２３、ＲＧＢ信号入力部２４、バックライト駆動インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２５及び液晶駆動Ｉ／Ｆ２６が接続された構成を有する。なお、マイクロコンピュータ２０は、本発明に係る最大画素値取得手段、発光体輝度算出手段、駆動信号平滑化手段、透過率制御手段、ピーク輝度低減部を構成し、メモリ２３に記憶されたプログラムに基づいて動作するようになっている。
【００２７】
液晶表示装置３０は、バックライト駆動回路３１、白色光を出射する複数のＬＥＤ３２ａを含むバックライト３２、拡散板３３、液晶駆動回路３４、液晶パネル３５を備える。なお、液晶表示装置３０は、本発明に係る光変調装置を構成する。
【００２８】
液晶パネル３５は、液晶層３５ａ、液晶層３５ａを挟んで対向する一対の透明電極３５ｂ及び３５ｃ、カラーフィルタ３５ｄ、透明基板３５ｅ及び３５ｆを有する。透明電極３５ｂ及び３５ｃは、例えば、それぞれが互いに直交する複数本の電極が線状に配列された構成を有し、それぞれの交差領域に画素を形成している。なお、偏光板や配向膜の図示は省略している。
【００２９】
バックライト駆動回路３１は、バックライト駆動Ｉ／Ｆ２５からバックライト駆動信号を入力し、このバックライト駆動信号に応じてバックライト３２を駆動するようになっている。
【００３０】
拡散板３３は、バックライト３２からの光を拡散して液晶パネル３５に出射するようになっている。
【００３１】
液晶駆動回路３４は、一対の透明電極３５ｂ及び３５ｃに接続されている。また、液晶駆動回路３４は、液晶駆動Ｉ／Ｆ２６から液晶駆動信号を入力し、この液晶駆動信号に応じて液晶層３５ａに含まれる液晶分子の配向を制御し、液晶パネル３５上に画像を表示するようになっている。
【００３２】
図２において、マイクロコンピュータ２０は、ＲＧＢ信号を入力してバックライト３２のＬＥＤ３２ａを駆動するＬＥＤ駆動信号と、液晶パネル３５を駆動する液晶駆動信号とに分ける。ＬＥＤ駆動信号及び液晶駆動信号の詳細は後述する。液晶表示装置３０において、バックライト駆動回路３１はバックライト駆動信号を受けＬＥＤ３２ａを駆動する。ＬＥＤ３２ａの出射光は拡散板３３を通って一様な光となり液晶パネル３５に入射する。このとき、ＬＥＤ駆動信号は液晶パネル３５の画面全てにわたって同じ信号ではなく、画像の暗い部分に対応するＬＥＤ３２ａに対しては低レベルの信号で対応する領域の光出力を低くするようになっている。液晶パネル３５は、マイクロコンピュータ２０からの液晶駆動信号に基づき、入射した光の明るさを変化させることにより、入力したＲＧＢ信号に応じた画像を表示する。
【００３３】
なお、図２において、マイクロコンピュータ２０と液晶表示装置３０とを別体とした例を挙げたが、両者を一体として本発明に係る表示装置としてもよい。また、画像信号処理装置１０が、マイクロコンピュータ２０と、バックライト駆動回路３１及び液晶駆動回路３４とを備える構成としてもよい。
【００３４】
次に、本実施の形態におけるＬＥＤ駆動信号及び液晶駆動信号について詳細に説明する。
【００３５】
［前提条件］
説明を簡単に行うために、液晶表示装置を１次元（ｘ軸）として扱い下記の条件を設ける。なお、各要素の符号を省略する。
（１）画面幅を１．０とする。
（２）ＬＥＤは等間隔で並び、個数をＮ個とする。したがって、ＬＥＤの間隔は１／Ｎとなる。これらのＬＥＤは個別に明るさを変化でき、ｎ番目のＬＥＤ輝度をＰ（ｎ）＝０〜１とする。
（３）液晶パネルの画素数はＲＧＢ各色Ｍ個とする（Ｍ＞Ｎ）。したがって、画素どうしの間隔は１／Ｍとなる。また、画素位置をｍで示す。
（４）拡散板の特性はガウス分布とし、ＬＥＤがＰ（ｎ）＝１で全灯のとき拡散板からの光は輝度むら１％で液晶パネルを照射するものとする。
【００３６】
まず、拡散板に入射する前の輝度分布は［数１］で表される。
【００３７】
【数１】
2010039110.tif 000003
【００３８】
ここでδ（ｘ−ｎ／Ｎ）はデルタ関数を示し、ｘ＝ｎ／Ｎのときに無限大となる。
【００３９】
［数１］で表された光は拡散板で拡散され、［数２］に示す分布を有することとなる。
【００４０】
【数２】
2010039110.tif 000004
【００４１】
ここでΔはガウス分布の広がりを示すパラメータである。上記の条件で、輝度むら１％程度にするためのΔは、以下に示すように求まる。
【００４２】
［Δの算出］
まず、［数３］に示すガウス分布を考える。これは、ｘ＝ｎ／Ｎの位置にある点光源からの光が拡散板で拡散されて生じる輝度の分布を示すものである。
【００４３】
【数３】
2010039110.tif 000005
【００４４】
本実施の形態では、点光源としてのＬＥＤが間隔１／ＮでＮ個あるので、全てのＬＥＤが点灯しているときの分布は［数４］で示される。
【００４５】
【数４】
2010039110.tif 000006
【００４６】
［数４］による分布を図３（ａ）に示す。図３（ａ）において、横軸がｘ、縦軸が輝度の大きさで、点線で表したものは［数４］で示される各ＬＥＤの輝度、実線で表したものは［数４］のＦ（ｘ）に対応している。図３（ａ）より、輝度むらの大きさをＫとすると、これは［数４］におけるｘ＝１／２と、ｘ＝１／２＋１／（２Ｎ）との輝度の差に対応し、［数５］で示される。
【００４７】
【数５】
2010039110.tif 000007
【００４８】
このＫとΔとの関係の計算結果を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）において、横軸がΔ／Ｎ２、縦軸がＫを示す。輝度むら１％はＫ＝０．０１なので、このとき図３（ｂ）より［数６］が得られ、Δは［数７］で示される。
【００４９】
【数６】
2010039110.tif 000008
【００５０】
【数７】
2010039110.tif 000009
【００５１】
［各画素・各色の輝度算出］
［数２］に示した輝度分布を有する光に応じた信号が液晶駆動回路に入力し、そこでさらに画素単位で変調される。各画素・各色の透過率をＧＲＧＢ（ｍ）＝０〜１とすると、最終的な各画素・各色の輝度ＨＲＧＢ（ｍ）＝０〜１として［数８］が得られる。
【００５２】
【数８】
2010039110.tif 000010
【００５３】
ここで、目標とする各画素の輝度ＨＲＧＢ（ｍ）（ｍ＝１〜Ｍ）に対して、ＧＲＧＢ（ｍ）（ｍ＝１〜Ｍ）とＰ（ｎ）をどのように求めるかが課題となる。
【００５４】
［従来のＬＥＤ輝度の算出］
これについて従来は、［背景技術］欄で述べたように、近傍にある画素の中で最大の輝度レベルを参照する手法がとられていた。すなわち、［数９］でＰ（ｎ）を求め、次に［数１０］でＧＲＧＢ（ｍ）（ｍ＝１〜Ｍ）を求めていた。
【００５５】
【数９】
2010039110.tif 000011
【００５６】
【数１０】
2010039110.tif 000012
【００５７】
なお［数１０］において、Ｐ（ｎ）はｎ＝１〜Ｎ、Ｇ（ｍ）はｍ＝１〜Ｍで画素数が合わないが、Ｐ（ｎ）はＧ（ｍ）に合わせて内挿しているものとする。
【００５８】
［輝度の最大値をとる理由］
次に、前述のようにＰ（ｎ）を求める際に近傍画素の輝度の最大値をとる理由について説明する。
【００５９】
バックライトを構成するＬＥＤの個数Ｎは画素数Ｍよりも小さいとしているので、一般には入力画像信号に対応するＨＲＧＢ（ｍ）（ｍ＝１〜Ｍ）をＬＥＤの個数に合わせてＬＰＦ処理する方法が考えられる。これを［数１１］に示す。
【００６０】
【数１１】
2010039110.tif 000013
【００６１】
しかしながら、この方法では、例えば夜空のように暗部にまばらに星のような輝度の高いものがある画像には対応できない。それは、星の部分ではＰ（ｎ）＝１でなければ高い輝度を再現できないのに対し、大部分が暗部ということで［数１１］ではＰ（ｎ）は低い値になるからである。
【００６２】
このため近傍での画素の最大値をもってＰ（ｎ）とすることが考えられる。このとき、近傍の範囲を何処までとるかが課題となる。輝度むら１％程度という条件から、図３（ａ）に示したように、バックライトの各ＬＥＤからの光は隣のＬＥＤの位置まで広がっている。説明を容易にするため、画面の幅をＮ、したがってＬＥＤの間隔を１、色は白色（ＲＧＢ各要素とも同じ値）、近傍の範囲を２ＤとしてＰ（ｎ）を［数１２］で表す。
【００６３】
【数１２】
2010039110.tif 000014
【００６４】
まず、図４（ａ）に示すテストパターンを考える。これは、画面のある部分までは輝度が最大で、そこから先が黒になっている画像を示している。ＬＥＤの輝度を近傍画素の最大値とするため、図４（ｂ）に示すように、バックライトもある部分までは最大点灯でそこから先が消灯している状態となる。［数７］に示したパラメータで計算した拡散板の出力は、図４（ｃ）に示すようになる。図４（ｃ）では、バックライトのＬＥＤの間隔は１で、横軸においてマイナス側から０までは点灯、１より上は消灯を示している。図４（ｃ）に示すように、輝度は、横軸のマイナス側からプラス側に向けて徐々に低下し、横軸０のところでは、輝度最大値の９０％程度である。すなわち、図４（ａ）に示したテストパターンの端がちょうど横軸０の位置にあると、バックライトの輝度が９０％になるため、最終的な出力も９０％になる。これは、［数１２］におけるＤ＝１に対応する。Ｄがより小さければ画面の端部での輝度の低下は大きくなる。輝度が一様でなければ画質劣化になるため、端部での輝度の低下を１０％程度に抑えるとすると、Ｄ＝１程度が必要となる。これが前述の［数９］に対応する。
【００６５】
［本発明におけるＬＥＤ輝度の算出］
次に、本発明によるＬＥＤ輝度Ｐ（ｎ）の算出について説明する。
【００６６】
まず、本発明では［数９］の代わりに［数１３］によりＬＥＤ輝度Ｐ（ｎ）を算出する。［数９］では各ＬＥＤ近傍の−１／Ｎ〜１／Ｎの範囲における画素の輝度最大値を求めていたが、本発明ではこの範囲を変化させ−δ／Ｎ〜δ／Ｎとする。このδの最適値については後述する。
【００６７】
【数１３】
2010039110.tif 000015
【００６８】
次にこのＰ（ｎ）にＬＰＦ処理を行って、［数１４］に示すようにＱ（ｎ）を求める。
【００６９】
【数１４】
2010039110.tif 000016
【００７０】
Ｐ（ｎ）は、場所により急激に変化するが、Ｑ（ｎ）はＬＰＦ処理により徐々に変化する。この理由により、画像が移動する場合でもフリッカの発生を抑えることができる。したがって、このＱ（ｎ）に基づいてバックライトの輝度を制御する。
【００７１】
ここで、図５を用いてＬＰＦ処理を具体的に説明する。図５（ａ）は、ＬＰＦ処理を行わない従来法によるＬＥＤの輝度を示すものである（図１０（ｂ）参照）。この場合、Ｐ（ｎ）＝１、１、１、１、０、１、１であり、Ｂ５の位置にあるＬＥＤが消灯している。
【００７２】
これに対し、本手法では、ＬＰＦ処理により帯域を例えば半分にするのであれば、Ｑ（ｎ）＝０．２５・Ｐ（ｎ−１）＋０．５・Ｐ（ｎ）＋０．２５・Ｐ（ｎ＋１）とする。その結果、図５（ｂ）に示すように、ＬＰＦ処理によりＰ（ｎ）がＱ（ｎ）＝１、１、１、０．７５、０．５、０．７５、１となり、ＬＥＤの輝度が徐々に変化することになる。したがって、本手法では、Ｂ５の位置にあるＬＥＤは消灯せず、その周辺で輝度が徐々に変化するので、画像が移動する場合でもフリッカの発生を抑えることができる。
【００７３】
また、本発明ではバックライトの効率を上げるため、全ての画素に対しその画素近傍のＬＥＤのみでピーク輝度を得るよう液晶パネルの透過率を抑制する。この割合をＴとすると、［数１０］の代わりに［数１５］が得られる。ここでＴは、画素位置ｍに対する最低の輝度に対応するものであり、［数１６］で表される。なお、［数１０］と同様に、［数１５］及び［数１６］におけるＱ（ｎ）はＧ（ｍ）に合わせて内挿処理されているものとする。
【００７４】
【数１５】
2010039110.tif 000017
【００７５】
【数１６】
2010039110.tif 000018
【００７６】
ここでバックライトの効率とは、バックライトの平均輝度と画面上の輝度との比である。バックライトの効率が改善されると、同じ画面上輝度を得るのに必要なバックライトの輝度を抑えることができるので、消費電力を改善することにつながる。以下、バックライトの効率について説明する。
【００７７】
［バックライトの効率］
図９〜図１１と同様に、ＬＥＤの間隔の２．５倍の間隔で並んだ白線を考え、この入力信号に合わせて各ＬＥＤの輝度を求める。このとき、［数１３］のδを変え、［数１４］で与えられる各ＬＥＤの輝度の平均値Ｗと、各ＬＥＤの輝度から計算できる［数１６］に示した輝度Ｔを計算する。なお、輝度Ｔは、ＬＥＤの輝度に拡散板の特性をかけて計算する輝度で、白線の位置に対応する輝度であるが、この輝度は白線とＬＥＤとの位置関係で異なる。この計算のため、［数１３］で使用するＨＲ（ｍ）、ＨＧ（ｍ）、ＨＢ（ｍ）を［数１７］に示す値とする。
【００７８】
【数１７】
2010039110.tif 000019
【００７９】
バックライトの平均値Ｗは［数１８］で表される。
【００８０】
【数１８】
2010039110.tif 000020
【００８１】
従来法では、ＬＥＤ間の輝度の増減を考慮していないのでＬＥＤの最大輝度を１．０に規格化するとＴ＝１であり、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示したようにＷ＝４／５＝０．８である。
【００８２】
δをパラメータとして計算したＷとＴとの関係を図６（ａ）に示す。また、本手法と従来法とを比較したときの効率Ｅを図６（ｂ）に示す。また、この効率Ｅの定義を［数１９］に示す。
【００８３】
【数１９】
2010039110.tif 000021
【００８４】
図６（ｂ）に示すように、Ｅの値が１．０よりも大きいため、本手法では従来法よりもバックライトの効率が高いことがわかる。また、図６（ａ）及び（ｂ）から、δ＝０．７であれば、Ｔ＝０．８（従ってＥ＝０．８）になり、Ｗ＝０．６程度となる。従来法ではＷ＝０．８なので、本手法による消費電力は従来法の約０．７（０．６÷０．８＝０．７）倍となる。また、図６（ｂ）より、δ＝０．７ではトータルとしては従来法よりも約２０％効率が改善されることがわかる。さらに、図４（ｃ）で示した従来手法での輝度低下１０％を考慮すると、本手法での効率はさらに１０％程度高くなる。
【００８５】
なお、δが小さいときに消費電力もピーク輝度も小さいのは、ＬＰＦ処理のため画面の平均輝度が低いと［数１４］の値が小さくなるからである。
【００８６】
次に、本実施の形態における画像信号処理装置１０の動作について、図２、図７及び図８を用いて説明する。なお、［数１３］に示したδ、［数１６］に示したＴのデータは、予め最適値が求められてメモリ２３に記憶されているものとする。
【００８７】
最初に、図２及び図７を用いてバックライト駆動信号の出力動作について説明する。まず、ＲＧＢ信号入力部２４は、ＲＧＢ信号を入力する（ステップＳ１１）。次に、ＣＰＵ２２は、メモリ２３からδ値を読み出し、ｎ番目のＬＥＤ３２ａの輝度Ｐ（ｎ）を［数１３］により算出する（ステップＳ１２）。さらに、ＣＰＵ２２は、算出したＰ（ｎ）に対して［数１４］に示したＬＰＦ処理を行ってＱ（ｎ）を算出する（ステップＳ１３）。そして、ＣＰＵ２２は、バックライト駆動Ｉ／Ｆ２５を介し、ｎ番目のＬＥＤ３２ａにおいてＱ（ｎ）の輝度が得られるバックライト駆動信号をバックライト駆動回路３１に出力する（ステップＳ１４）。バックライト駆動回路３１は、入力したバックライト駆動信号によりバックライト３２を駆動する（ステップＳ１５）。
【００８８】
次に、図２及び図８を用いて液晶駆動信号の出力動作について説明する。なお、図８においてステップＳ１１〜Ｓ１３は図７と同様なので説明を省略する。
【００８９】
ステップＳ１３において算出したＱ（ｎ）に対し、ＣＰＵ２２は、各画素にＱ（ｎ）を内挿処理する（ステップＳ２１）。次に、ＣＰＵ２２は、メモリ２３からＴ値を読み出し、内挿処理したＱ（ｎ）と、入力したＲＧＢ信号とに基づいて、ｍ番目の画素の透過率ＧＲＧＢ（ｍ）を［数１５］により算出する（ステップＳ２２）。そして、ＣＰＵ２２は、液晶駆動Ｉ／Ｆ２６を介し、ｍ番目の画素においてＧＲＧＢ（ｍ）が得られる液晶駆動信号を液晶駆動回路３４に出力する（ステップＳ２３）。液晶駆動回路３４は、入力した液晶駆動信号により液晶パネル３５を駆動する（ステップＳ２４）。
【００９０】
以上のように、本実施の形態における画像信号処理装置１０によれば、［数１４］に示したように、ＬＰＦ処理を行ってＬＥＤ３２ａの駆動信号が徐々に変化するようバックライト駆動信号を制御する構成としたので、ＬＥＤ３２ａの点灯と消灯とが急激に起こることがなくなり、フリッカの発生を抑えることができる。
【００９１】
また、本実施の形態における画像信号処理装置１０によれば、［数１５］に示したように、全ての画素に対しその画素近傍のＬＥＤ３２ａのみでピーク輝度を得るようピーク輝度を抑制し、画面の最大輝度に余裕を持たせる（実効上の画面輝度を下げる）構成としたので、バックライト３２の効率を改善することができる。その結果、画像信号処理装置１０は、バックライト３２の消費電力を改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上のように、本発明に係る画像信号処理装置及びそれを備えた表示装置は、フリッカの発生を抑えることができるという効果を有し、ＬＥＤを備えたバックライトのように個別に点灯できるバックライトを用いた表示装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係る画像信号処理装置のブロック図
【図２】本発明に係る画像信号処理装置のハードウエア構成及び液晶表示装置を示すブロック図
【図３】ガウス分布の広がりを示すパラメータΔの説明図
【図４】輝度の最大値をとる理由についての説明図
【図５】本発明に係る画像信号処理装置におけるＬＰＦ処理の一例を示す図
【図６】本発明に係る画像信号処理装置におけるδ、Ｗ、Ｔ及びＥの関係を示す図
【図７】本発明に係る画像信号処理装置におけるバックライト駆動信号の出力動作のフローチャート
【図８】本発明に係る画像信号処理装置における液晶駆動信号の出力動作のフローチャート
【図９】従来の液晶表示装置における駆動の説明図
【図１０】従来の液晶表示装置における駆動の説明図
【図１１】従来の液晶表示装置における駆動の説明図
【符号の説明】
【００９４】
１０  画像信号処理装置
１１  ＬＥＤ輝度算出手段
１２  ＬＰＦ処理手段
１３  内挿手段
１４  液晶駆動信号算出手段
２０  マイクロコンピュータ
２１  バス
２２  ＣＰＵ
２３  メモリ
２４  ＲＧＢ信号入力部
２５  バックライト駆動Ｉ／Ｆ
２６  液晶駆動Ｉ／Ｆ
３０  液晶表示装置
３１  バックライト駆動回路
３２  バックライト
３２ａ  ＬＥＤ
３３  拡散板
３４  液晶駆動回路
３５  液晶パネル
３５ａ  液晶層
３５ｂ、３５ｃ  透明電極
３５ｄ  カラーフィルタ
３５ｅ、３５ｆ  透明基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図６】
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